방사선학과 초음파 물리 이론 정리

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1. 진단 초음파 물리
*에코
: 인체 내부에 초음파 펄스를 보내어 조직의 경계면으로부터 반사되어 탐촉자에 수신된 음향신호

*음파
: 정현파, 공기의 진동이 귀에 전달되어 고막을 진동
사람이 느낄 수 있는 주파수 =가청 주파수
=20Hz~20,000Hz(1초에 1진동 =1Hz)
분자나 입자로 구성된 물이나 생체조직에서 전파
전자기파(자외선, 적외선, 가시광선, X선 등)
→ 진공상태에서도 전파 가능

*초음파
20,000Hz이상의 주파수
진단용 초음파 주파수 영역
=2~20MHz
1MHz =10^6

*초음파 진단의 역사
1959-도플러를 이용한 혈류흐름 측정
2000-조직하모닉 영상, 대조하모닉 영상 등
→3,4차원 초음파 장비의 개발

*초음파 응용분야
-물리치료
:조직 내 혈관 및 연부조직에 미세한 수축과 이완작용→근육 통증 제거, 세포-조직 온도를 올려 대류현상으로 혈류활성화
-종양치료
: 종양치료용 주파수 =10~900KHz
강도 =10W/cm^2
-진단용
: 강도=0.1W/cm^2
-도플러용
: 강도 =1W/cm^2

< 중 략 >

*반가층
초음파의 강도가 처음의 1/2로 줄어드는 두께
연부조직의 경우, 초음파의 강도가 50%로 줄어드는 값이 3dB =3dB법칙
Ex) 동일한 환자의 갑상샘 스캔 시, 3MHz 보다 7MHz로 스캔하면 투과 깊이는 감소하나 분해능이 좋아짐

*탐촉자
초음파를 발생시켜 송신을 하기도 하고 반사된 에코를 수신하는 두 가지 역할
수신된 에코의 강도 차이에 따른 점의 밝기로 나타내어 영상 획득

*압전물질
기계적 변형에 의해 전하의 분극현상이 쉽게 생성
송수신을 위해 압전효과를 이용
천연결정체-수정, 수용성결정체-로셀염/PZT 등
주로 변환효율이 좋은 PZT사용
-압전효과
압전물질에 전압을 인가하면 물질 내의 전기적 쌍극자의 분극 변화에 의해 압전물질의 두께가 수축과 확장을 반복 →초음파 발생 또는 압전물질에 초음파로 압력을 가하면 전압 발생

참고 자료

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